lineal

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES
Y DE TELECOMUNICACIÓN
UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA DE COMUNICACIONES

(5º Curso Ingeniería de Telecomunicación)

Tema II:
Modelo del amplificador operacional real.

José María Drake Moyano
Dpto. de Electrónica y Computadores
Santander, 2005

Contenido:
II.1
II.2
II.3
II.4
II.5

El amplificadoroperacional.
Características de un amplificador operacional real.
Comportamiento real del circuito de entrada.
Comportamiento real del circuito de salida.
Función de transferencia de un amplificador real.

CAPITULO 2
MODELO DEL AMPLIFICADOR OPERACIONAL REAL
______________________________________________________________________

2.1 El AMPLIFICADOR OPERACIONAL.
Es un amplificadordiferencial de ganancia muy alta que se utiliza como bloque
constructivo para el diseño de una amplia gama de circuitos electrónicos. Se representa
mediante un triangulo y las características que lo definen son,

i-(t)
i+(t)
v-(t)

- Ganancia diferencial infinita.
- Ganancia en modo común nula.

-

i-(t)

vo = lim Ad →∞ ( v+ − v− )

AO
+

vo(t)

v+(t)

- Impedancia de entradainfinita:

i+ = i− = 0
- Impedancia de salida nula:

vo independiente de io
La importancia del amplificador operacional en la electrónica actual es que permite diseñar
bloques funcionales con un comportamiento que es independiente de las características del
elemento amplificador. Con él se consigue diseñar circuito electrónico muy preciso y
estable aun cuando se utilice tecnología semiconductoraque en sí es imprecisa e inestable.

β
r

α

e

c=
c

Ad

αAd
1 + bAd

si Ad → ∞ ⇒
c = lim Ad →∞

+

αAd
α
=
1 + βAd β

que no es función de Ad.

1

Este análisis demuestra que cuando el amplificador diferencial tiene una ganancia
diferencial muy grande, la función de transferencia entrada/salida del circuito se hace
independiente de ella y solo depende de lascaracterísticas de los circuitos pasivos α y β.
Sobre este análisis es importante hacer las siguientes consideraciones:
1. El circuito realimentado se puede interpretar como un mecanismo que ajusta
dinámicamente la salida, al valor necesario para que la señal error e(t) se haga cero. A
esta situación se llama cero virtual, esto es un cero en tensión que se consigue no a
través de una condicióntopológica de circuito (cortocircuito) sino por ajuste dinámico.
2. El requisito para operar en este modo, es que la ganancia diferencial Ad tienda a
infinito, y en la práctica esto equivale a que la ganancia de bucle Adα sea mucho mayor
que la unidad:
Adα >> 1
3. En el análisis se ha supuesto que el circuito es estable, y la salida tiende en régimen
estacionario a un valor finito estable.Para ello, la realimentación debe ser no
regenerativa, y en el caso de que, por actuar una amplificador operacional la ganancia
de bucle sea infinita, si la realimentación tiene que ser negativa.
Análisis de un circuito que incluye un amplificador operacional
Un circuito que contenga un amplificador operacional ideal opera linealmente sólo si en
alta frecuencia la realimentación salida/entradadel amplificador a través del circuito
externo a él, es negativa.
La realimentación salida/entrada del amplificador es negativa si a un escalón positivo en la
salida del amplificador (vo) el circuito externo al amplificador responde a la entrada del
mismo (vd) con una señal con un flanco negativo o nulo inicial (t=0+). En caso contrario, la
realimentación es positiva.
vo(t)

vi(t)=0Circuito de
realimen- vd(t)
+
tación

vo(t)

t
Vd(t)
ve(0+)

Si ve(0+)≤ 0 =>
Si ve(0+)> 0 =>

2

Operación lineal
Operación regenerativa

t

Cuando el amplificador opera en forma regenerativa, la salida del amplificador operacional
ideal tiende a valores infinitos. En el capitulo VII analizaremos estos circuitos utilizando
un modelo real del amplificador en los que la...